Proteção EMI / ESD para interface USB?

Sou um aluno que cria uma placa simples compatível com Arduino semelhante ao Pro Micro e vou colocar um conector USB na placa.

O esquema no link acima não mostra nenhum tipo de circuito de proteção EMI / ESD, e nunca usei nenhum nas placas anteriores que fiz, mas desta vez fiz uma pesquisa e achei que isso é recomendado.

Estou lendo uma nota de aplicativo Atmel, que oferece recomendações para interfaces USB e tem o seguinte:

Existem algumas perguntas semelhantes aqui, mas ainda não tenho certeza de algumas coisas:

• Os diodos TVS ou Zener devem ser usados? Os diodos no aplicativo Atmel parecem diodos Zener para mim, mas, pelo que li, parece que os diodos TVS seriam mais apropriados?
• Qual a proximidade da tensão de ruptura dos diodos em 5V?
• Qual é o nível de tensão dos diodos e capacitores?
• O SHIELDpino mostrado no diagrama é o "suporte" de um conector USB SMD (isto é, o invólucro)?

Obrigado pelo teu conselho.

Você precisa de um array TVS específico do aplicativo USB com capacitância suficientemente baixa para não distorcer os sinais D + e D-. O NXP também possui uma boa nota de aplicação sobre o assunto - a nota que você citou também menciona (consulte a página 5).

Essencialmente, as matrizes TVS comuns têm capacitância suficiente para distorcer as bordas dos sinais D + e D-, causando problemas com o teste de diagrama de olho exigido por USBIF . Essa perda de integridade do sinal pode interferir nas comunicações e é uma maneira infalível de falhar na certificação USB.

Muitos fornecedores comercializam matrizes TVS específicas para USB para proteção contra ESD. Eles serão classificados adequadamente - ou seja, você não precisa se preocupar com a classificação de tensão, etc. - basta adquirir um que seja destinado ao USB e você deve estar bem.

Quanto à conexão SHIELD, você está correto - é o invólucro metálico do conector e a blindagem trançada do cabo USB que o conecta, que provavelmente está relacionado à proteção da Terra em algum lugar do lado do PC. Por razões EMI, ele não deve estar diretamente ligado à conexão do sinal GND, mas deve ser conectado através de alguma impedância. Eu já vi conexões paralelas de resistor / capacitor (como você mostrou) e cordões de ferrite entre eles.